车床拨叉(钻扩φ22孔)课程设计夹具设计说明书.doc

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1、机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计 说 明 书设计题目：制定 CA6140 车床拨叉的加工工艺，设计钻22 孔的钻床夹具设 计 者： 指导教师：.1目录机械自造工艺及夹具课程设计任务书3序言4零件的分析4零件的作用4零件的工艺分析4工艺规程设计5确定毛坯的制造形式5基准面的选择5制定工艺路线5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定6确定切削用量及根本工时7夹具设计12问题提出12夹具设计12参考文献132机械自造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定 CA6140 车床拨叉的加工工艺，设计钻22 孔的钻床夹具设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备设计时间： 2022.9.11202

2、2.9.29设计内容：1、生疏零件图；2、绘制零件图一张；3、绘制毛坯图一张；4、编写工艺过程卡片和工序卡片各一张；5、绘制夹具总装图；6、绘制夹具零件图；7、说明书班级：机 械 03-1 班学生：指导教师： 系 主 任：年月日3序言机械制造技术根底课程设计是我们在学完了大学的全部根底课，专业根底课以及专业课后进展的。这是我们在进展毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我期望通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进一步适应性的训练，期望自己在设计中能熬炼自己的分析问题、解决问题、查资料的力量

3、，为以后的工作打下良好的根底。由于力量有限，设计尚有很多缺乏之处，期望各位教师赐予指导。一、 零件的分析一 零件的作用：题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助转变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有 8mm 的筋板支撑，零件中部有f 25 +0。022 的花键孔，上平面分别有M8 的螺纹孔和 5mm 的锥0孔.,全部技术要求都是为了机床总体装配.。(二)零件的工艺分析：本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，外表粗糙度为 3.

4、2。依据外表粗糙度要求我们实行粗铣、半精铣的加工方式，即节约时间又能到达技术要求。2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加工，为到达题目要求我们实行粗铣、半精铣的加工方式，外表粗糙度为 3.2。.最终到达要求。43、以顶面为基准加工f 25+0。022 的花键孔，此面外表粗糙度为 6.3。承受钻，0扩即到达要求。4、18mm 的槽加工，此槽侧面粗糙度为 3.2，底面粗糙度为 6.3 即实行粗铣、半精铣，两步工序能到达要求。5、加工M8 螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为6.7，考虑到工艺要求我们实行钻、攻丝两步工序。6、加工M5 锥孔，由机械加工工艺手册查知.

5、配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进展质量检查，以满足工艺要求。由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。二、工艺规程设计一确定毛坯的制造形式。由零件要求可知，零件的材料为 HT200，考虑到本零件在具体工作的受力状况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又由于零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节约本钱的最正确方法。二 基准面的选择基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出， 更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进展，难以在工期内完成加工任务。粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，

6、对于一般零件而言，应以出加工的外表为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应当进展尺寸换算，此题目我们以f 25+0。021 的孔为精基准，根本满足要求。0三 制定工艺路线制定工艺路线的动身点，是应当使两件的几何外形、尺寸精度及位置精度5等技术要求得到妥当保证，在生产纲领一确定成批生产的状况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应当考虑经济效益，工艺简洁工序集中，尽量降低本钱。工艺路线方案： 工序：1/、铸造；2/、时效处理；3/、粗铣、半精铣左端面；4/、粗铣、半精铣顶面；钻、扩f 22 孔；5/、钻、扩f 22 孔；6/、车f

7、26 倒角7/、拉花键孔；8/、铣 18mm 槽；9/、钻 M8 底孔6.7、攻丝 M8，配钻 M5 锥孔10/、去刺11/、检验。四 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“拨叉”零件的材料为HT200，硬度HB170200，毛坯重量约为 1kg,生产类型为成批量生产，承受砂型铸造，13 级精度以下。批量生产依据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工外表的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下：1零件端面：此面是粗基准，是最先加工的外表，由机械加工工艺设计有用手册表 6-92 及公式6-16计算底面加工余量。式中e余量值；e=C Amax0.2 A0.156Am a x铸件的最大尺寸；A加工

8、外表最大尺寸；C系数e=0.55 800.2 75 0.15 =2.5mm满足机械加工工艺设计有用手册表 6-93 的要求。2顶面.3080 面：由于外表粗糙度要求高，依据零件图中可以看出加工余量为 e=3mm满足机械加工工艺设计有用手册表 6-93 的要求。3、中间f 22 孔毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为 IT7IT8 之间，依据机械加工工艺设计有用手册确定尺寸和余量。钻孔： 20扩孔： 22e=2mm4、 25 花键孔以 22 孔为基准拉孔e=3mm 5.铣 18mm 槽毛坯为实心，不冲出孔，依据机械制造工艺手册查知 e=18mm 6、M8 螺纹孔毛坯为实心，不冲出孔，依据机械制造工艺手

9、册查知 M8 底孔为 6.7为零件满足要求确定尺寸余量如下。钻 M8 底孔 6.7；攻丝 M8；e= 1.3mm.五 确定切削用量及根本工时1、工序：铣端面a/加工条件：机床：X62W 卧式铣床7刀具：高速钢圆柱铣刀 GB1106-85其中 d=80mm,L=82mm ,l=22mm b/计算切削用量： a=2.5mmp由机械加工工艺手册表 15.53 可知：f= a z = 0.20 6 = 1.2mm / rf由切削用量手册表 9.4-8 可知：v =0.34m/sn =1.35r/sv =1.70m/sttft各休整系数为 Kmv=Kmn=Kmf=0.69Ksv=Ksn=Ksf=0.8所

10、以有V= 0.34 0.69 0.8 =0.19m/s V=1.35 0.69 0.8=0.75r/s V=1.70 0.69 0.8=0.94mm/s由 X62W 机床取 n =0.792r/s=47.5r/minv =1.0mm/stfc0所以实际切削速度v= p d n =0.20m/s=12m/min1000vafcfc.= n z0.21mm/ z.c确定主轴转速：l +l =17mml=75mm12n= 100v =7r/s=420r/minp d0l + l + l切削工时：t= 1mn fw2 = 92s =1.53min2、工序：铣 20+10 平面加工条件：机床：X52K

11、立式铣床刀具：高速钢立铣刀其中 d=32mm,z=6 .8计算切削用量： ap=3mm由机械加工工艺有用手册表 15-52af=0.08mm/z由机械加工工艺有用手册表 15-55v=0.3m/s=18m/minn= 1000vsp dw= 1000 183.14 32=3r/s(179r/min)按机床选取：n w = 280 r / min= 4 .67 r / sdnpv=ww= 3.14 32 3.17= 0.317 m / s 实际10001000切入 l1= 10mm切出 l2= 2mml=80mmv =a zn=1.52mm/sff.切削工时：tm1+ ll= 12vf+ l =

12、 80 +10 + 2 = 1.01min1.523、工序 钻，扩 22 孔(1) 钻 20 孔a/加工条件：机床：Z525 立时钻床.刀具：麻花钻其中 d=20mm,.b/计算切削用量： ap=20mm由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=0.36mm/rv=0.35m/s.确定主轴转速：n= 1000v =.334r/minp d0.按机床选取：n= 392 r / minw实际机床选取： v= npa= 0.41m / s10009切入 l= 5mm 切出 l= 3mml=80mm12切削工时：t= 1 + l + l2 = 0.62 min .lm2扩22 孔n

13、+ fwa/加工条件：机床：Z525 立时钻床.刀具：扩孔钻其中 d=22mm,.b/计算切削用量： ap=2mm由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=0.81mm/rv=0.14m/s确定主轴转速：n= 1000v =.121.5r/minp d0.按机床选取：n= 140 r / minw实际机床选取： v= npa= 0.16 m / s1000切削工时： t= 1 + l + l2 = 0.78min.lmnfw4、拉花键孔z lyr1.5801.21.4n =nz s1000vf= 0.13m/ sz10003.60.0675. 铣 18mm 槽a/加工条件：

14、机床：x62w 卧式铣.床.刀具：直齿三面刃铣刀其中 d=80mm,z=18b/计算切削用量： ap=18mm由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-55 可知：.af=0.20mm/zv=0.3m/s10确定主轴转速：n= 1000v =71.6r/minpd0.按机床选取：n= 75 r / minwnpa= 0.314 m / s实际机床选取： v= 1000切削工时： t= 1 + l + l2 = 1.16 min .lmnfw6. 钻 M8 螺纹孔(1) 钻 M8 螺纹底孔6.7 孔.a/加工条件：机床：Z525 立时钻床.刀具：麻花钻其中 d=6.7mm,.b/计算切削用量：

15、 a=6.7mmp由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=0.13mm/rv=0.35m/s.确定主轴转速：n= 1000v =.998r/minpd0.按机床选取：n= 960 r / minw实际机床选取： v= npa= 0.34 m / s1000l切入，切出 l1.+l2=4mml=11mm切削工时：t= 1 + l + l2 = 0.12 min .(2) 攻丝 M8mn+ fwa/加工条件：机床：Z525 立时钻床.11刀具：机用丝锥其中 d=8mm,.b/计算切削用量： a=1.3mmp由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=1mm/

16、rv=0.12m/s.确定主轴转速：n= 1000v =286r/minp d0.按机床选取：n= 272 r / minw实际机床选取： v=npa= 0.11m / s 10001切入，切出 l.+l2=4mml=11mm切削工时：t= 1 + l + l2 = 0.06 min .lmn+ fw3 钻扩22+0.28 工序夹具设计3.1 任务的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具经过与指导教师协商，打算设计第 3 道工序钻、扩花键底孔的立式钻床夹具。本夹具将用于 Z525 立式钻床。刀具为高速钢麻花钻头，来对工件进展加工。本夹具主要用来钻扩22+0.28

17、，由于承受高速钢麻花钻头，一次切削，所以主要应当考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度3.2 定位方案及定位装置的设计计算123.2.1 定位方案确实定依据加工工序及零件图可知，要加工 22+0.28 ，要确保所加工的孔和毛坯圆柱的同轴度问题，即定心。在垂直于加工方向上，不能产生移动和转动。沿加工方向上，由于 40 外圆有一局部与肋板相交，不为规章外圆柱面，外形特别，所以也得限制其沿加工方向的移动和转动。最终实行的定位方位为工件以 40 外圆柱面和端面A 定位基准，在 V 形块和支撑板上实现五点定位。用快速螺旋夹紧机构推动V 形块压头夹紧工件。满足六点定位原理，限制了工件 6 个自由度，属于完全

18、定位。3.2.2 定位元件及装置设计定位元件的选择，包括其构造尺寸外形及布置形式等，主要打算于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用状况。依据加工工序和零件图可知，以外圆柱面定位承受固定V 形块，其对中性好，能使工件的定位基准轴线在 V 形块两斜面的对称平面上， 而不受定位基准直径误差的影响，并且安装便利。选用活动 V 形块， 可用于夹紧机构中，起到取消一个自由度的作用。用支承板对端面 A 底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。但考虑到加工工序， 承受两块扇形支承板同心相对固定。装配后，应磨平工作外表，以保证等高性。3.2.3 定位误差的分析计算使用夹具时，加工外表的位置误差与夹具在机床上的

19、对定及工件在夹具中的定位亲热相关。由于工件定位所造成的加工外表相对其工13序基准的位置误差成为定位误差。在加工时，夹具相对刀具及切削成形运动的位置，经调定后不再变动，因此可以认为加工外表的位置是固定的。在这种状况下，加工外表对其工序基准的位置误差， 必定是工序基准的位置变动所起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准一批工件的沿加工要求方向上的位置的最大变动量，即工序基准位置的最大变动量在加工尺寸方向上的投影。依据金属切削机床夹具设计手册表 3-1,“V 形块的尺寸及定位误差的计算”可知，常用的V 形块工作角度为 90。由定位误差公式Dy = 0.707 (D - d )其中D定位圆直径的中

20、间尺寸，d定位圆直径的最小值 得Dy = 0.099 3.3 引导元件设计引导装置是在钻、镗类机床上加工孔和孔系时做刀具导向用。借助于引导元件可提高被加工孔的几何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。应此选择可换钻套，其便于磨损后快速更换。依据机床夹具设计手册图 2-1-46 可知可换钻套具体参数。3.4 夹紧方案及装置的设计计算3.4.1 夹紧方案确实定为了保证在切削力、离心力、惯性力等外力的作用下，工件仍能在夹具中保持由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动或位移， 一般在夹具构造中都必需设置肯定的夹紧装置，将工件牢靠地夹紧。14通过活动 V 形块连接到快速螺旋夹具机构上，可是工件保持既定位

21、置，即在切削力的作用下，工件不应离开定位支承。3.4.2 夹紧力大小的分析计算依据机床夹具设计手册表 1-2-7 可知，用高速钢刀具钻削材料为灰铸铁190HBS直径为22+0.28 的孔的切削力计算公式为P = 419Ds0.8 Kxp切削扭矩计算公式为M = 0.21D 2 s0.8 KPD 钻头直径，22 s 每转进给量,0.81 /rK p修正系数，0.9计算出P= 7009.18N ， M = 77.28N mx依据机床夹具设计手册表 1-2-11 可知，工件以外圆定位中，V 形块定位V 形块夹紧的实际所需夹紧力计算公式为防止工件转动：2K M sin aWk =2Rm1防止工件移动：

22、15K PW=x sin a2k2m20123456014K 安全系数， K = K K K K K K K K= K= 1.2 , K= 1.3 ,其余为1.01m 工件与V 形块间的圆周方向摩擦系数，查表 1-2-12 取 0.22m工件与V 形块间的轴向摩擦系数, 查表 1-2-12 取 0.2a = 90 ， R = 20mm 经过计算可知， 防止工件转动：K M sin aW=2 = 12.8Nk2Rm1防止工件移动：K P sin aW=xk2m22 = 23191.7 N3.4.3 夹紧机构及装置设计由于需选用构造简洁，夹紧牢靠，通用性大的夹紧机构，初选快速螺旋夹紧机构。其可以抑

23、制螺旋夹紧机构动作慢、效率低的缺点。快速夹紧机构中，螺杆上开有直槽，转动手柄松开工作将直槽转至16螺钉处，即可快速拉出螺杆，以便装卸工件。螺杆一头与活动V 形块连接，另一头与手柄相联。3.5 夹具体设计由于可以铸造出简单的构造外形，抗压强度大，抗振性好，因此夹具体毛坯构造选用铸造，其适用于切削负荷大、振动大的场合以及批量生产。为了便于排解切屑，不使其聚拢在定位元件工作外表而影响工件正确定位，一般在设计夹具体时，要增加容纳切屑的空间， 如容屑沟等。3.6 夹具操作及维护简要说明在设计夹具时,应当留意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时承受开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于钻孔加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀与塞尺协作使用；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于钻孔加工。17参考文献1 赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社,2022.102 艾兴，肖诗纲主编。切削用量手册 北京：机械工业出版社，1966.63 李益民主编机械制造工艺设计简明手册：哈尔滨工业大学4 孙巳德主编机床夹具图册：机械工业出版社，2022.115 王先逵主编机械制造工艺学清华大学18